土石坝在地震作用前后静动力特征分析

发布时间：2020-06-07 09:06

【摘要】：土石坝通常用来防洪,发电,和改善周边的生态环境。但是土石坝修建地区多为峡谷地区,同时也是地震多发区域,土石坝一旦遭到地震荷载破坏对其工程所在地以及下游必将造成巨大的灾难,因此土石坝在地震作用下的动力响应特征十分具有研究意义。本论文利用FLAC3D非线性弹塑性分析方法,首先研究了土石坝在静力作用下呈现的特征规律,然后研究了土石坝在地震荷载作用下的反应特性,其次通过静力特征与地震作用后二者对比得出土石坝在遭遇地震后响应特征,最后通过延边自治州汪清河土石坝工程实例进行地震前后对比分析。论文研究的主要内容具体如下:(1)采用土石坝的静动力弹塑性分析方法,验证了FLAC3D程序模拟土石坝静动力特征的合理性,深入研究FLAC3D建立土石坝模型时网格划分,本构模型选取,物理参数选取等方法。(2)基于边坡安全稳定系数求解深入分析了直线破裂面法,圆弧条分发,毕肖普法三种方法的基本原理与适用范围,具体研究了不同坡度对土石坝安全系数的影响,同时发展了土石坝边坡失稳的判据方法。(3)深入研究静水压力理论原理,基于此基础上具体分析了由于蓄水产生的不同高度的静水压力对土石坝的影响情况;同时研究了蓄水以后水的渗流作用对土石坝的影响,对土石坝不同位置高度的孔隙水压力进行了着重分析研究。(4)发展了土石坝动力分析过程中地震波,力学阻尼及参数选取的方法,基于此基础上研究了不同方向地震波(XX方向,YY方向,ZZ方向)以及不同大小地震加速度(0.4倍,0.6倍,0.8倍,1.0倍,1.3倍,1.4倍,1.6倍加速度)对土石坝的影响情况。(5)考虑渗流作用,静水压力作用,地震荷载作用等三者之间的耦合作用下土石坝的孔隙水压力变化情况。(6)结合吉林省延边自治州汪清河土石坝实际工程案例采用Mohr本构模型和Elar本构模型,并赋予实际边界条件以及材料参数进行具体分析研究,得出该土石坝在当地地震作用下的动力响应偏于安全。
【图文】：

图 1.3 坝体沉降塌陷FIG 1.3 dam settlement and collapse图 1.4 坝体裂缝FIG 1.4 dam cracks（1）土石坝主体结构发生位移与沉降，如图 1.3。其机理是土石坝主体在地震荷载作用下土石坝会有局部发生塑性破坏导致主体结构强度逐渐降低。例如19 十九世纪 60 年代发生在日本的 South Mino 地震，距离震中 20km 的 Syogawa的一座堆石坝遭受到 8 度以上强震，坝址加速度为约为 0.1g，该地震使坝顶产生30mm 沉陷并且向下游方向产生了很大的位移。

图 1.3 坝体沉降塌陷FIG 1.3 dam settlement and collapse图 1.4 坝体裂缝FIG 1.4 dam cracks（1）土石坝主体结构发生位移与沉降，如图 1.3。其机理是土石坝主体在地震荷载作用下土石坝会有局部发生塑性破坏导致主体结构强度逐渐降低。例如19 十九世纪 60 年代发生在日本的 South Mino 地震，距离震中 20km 的 Syogawa的一座堆石坝遭受到 8 度以上强震，坝址加速度为约为 0.1g，，该地震使坝顶产生30mm 沉陷并且向下游方向产生了很大的位移。
【学位授予单位】：吉林建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV312;TV641

【参考文献】

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本文编号：2701184